Procesos de Manufactura (Diapositivas)

199
PROCESO TORNEADO Alberto Montenegro

Transcript of Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Page 1: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

PROCESO TORNEADO

Alberto Montenegro

Page 2: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

TORNEADO FRONTAL

Page 3: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

PROCESO TRONZADO

Page 4: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

TORNEADO INTERIOR

Page 5: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

TORNEADO DE HILOS

Page 6: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Cerámicos

Ricardo ChamorroProcesos de Manufactura

Page 7: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Molinos

Page 8: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Page 9: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Compuestos

Ricardo ChamorroProcesos de Manufactura

Page 10: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

(a) Madera enchapada

(b) Plástico reforzado con fibra de vidrio (× 175)

(c) Concreto

Ejemplos diversos

Page 11: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Clasificación

• Reforzados con partículas– Dispersión– Verdaderos

• Reforzados con fibras• Reforzados con láminas• Sandwich

Page 12: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Níquel con TD. Las partículas de ThO2dispersa tienen diametros de 300 nm o menos(×2000).

Partículas

Page 13: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Carburo de tungsteno cementado con cobalto (1300).

Partículas

Page 14: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Etapas en la producción de un compuesto Ag-W

Partículas

Page 15: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Estructura del Kevlar

Fibras

Page 16: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

SEM de unaaleación plata-cobre reforzadacon fibras de carbono (×3000).

Fibras

Page 17: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

(a) Boro (b) Carbón

Fibras

Page 18: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

SEM de fibras de carbono(x200).

Fibras

Page 19: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Laminado y unión por difusión de capas

Fibras

Page 20: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Enrollado

Fibras

Page 21: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Pultrusión

Fibras

Page 22: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

(a)Laminado, (b)Explosivo, and (c)Co-extrusión(d) Brazing.

Láminas

Page 23: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Arall, para aplicaciones aeroespaciales

Láminas

Page 24: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Sandwich

Page 25: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Corrugado

Sandwich

Page 26: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

1

Electroquímica

Ricardo ChamorroProcesos de Manufactura

Page 27: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

2

(a) Celda Electroquímica Simple (b) Celda de Corrosión entre una tubería de acero y una conexión de cobre.

Celda Electroquímica

Page 28: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

3

(a) Electrodo de Hidrógeno (b) Electrodo de Oxígeno(c) Electrodo de Agua.

Celdas Comunes

Page 29: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

4

Potencial de Electrodo

Page 30: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

5

Fem Estándar

Page 31: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

6

Serie Galvánica

Page 32: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

7

(a) Acero . (b) Acero Inoxidable Austenitico.

Celdas Microgalvánicas

Page 33: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

8

Zinc. Segregación de impurezas hacia los límites de grano (x50).

Ejemplo

Page 34: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

9

Celdas por Esfuerzo

Page 35: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

10

(a) Gota de Agua (b)Pieza unida con perno.

Celdas por Concentración

Page 36: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

11

Bacterias(x2700).

Ejemplo Curioso

Page 37: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

12

Recubrimientos

Page 38: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

13

Protección Catódica

Page 39: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

14

Corrosión Intergranular

Page 40: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

15

Tipos de Óxido

Page 41: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

16

Ejemplos

Remache

Circuito Integrado

Page 42: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aleaciones FerrosasAleaciones Ferrosas

Procesos de Manufactura/ sección 3Ricardo Chamorro

Page 43: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

AleacionesAleaciones

• Ferrosas – Aceros

• Aceros al carbono• Aceros de baja aleación• Acero de herramientas• Aceros inoxidables

– Fierros fundidos• Fundición gris• Fundición blanca• Fundición Nodular

Page 44: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

ProducciProduccióón del Aceron del Acero

• Altos hornos de Huachipato

Page 45: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

ProducciProduccióón del Aceron del Acero

• Horno básico de Oxigeno

Page 46: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

ProducciProduccióón del Aceron del Acero

• Arrabio, cucharas y demás

Page 47: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aleaciones FerrosasAleaciones Ferrosas

• AISI-SAE 1010

Page 48: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aleaciones FerrosasAleaciones Ferrosas

• AISI-SAE 1020

Page 49: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aleaciones FerrosasAleaciones Ferrosas

• Fe-6.67%C– Cementita– Carburo de Hierro– Fe3C

Page 50: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aleaciones FerrosasAleaciones Ferrosas

• AISI-SAE 1080– Perlita– Reacción Eutectoide– Fe-0.8%C

Page 51: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aleaciones FerrosasAleaciones Ferrosas

• AISI-SAE 302– 100x

Page 52: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aleaciones FerrosasAleaciones Ferrosas

• AISI-SAE 4130– 100x

Page 53: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fierros FundidosFierros Fundidos

• Fundición Blanca– Aumento: x400

Page 54: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fierros FundidosFierros Fundidos

• Fundición Gris– Aumento: x400

Page 55: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fierros FundidosFierros Fundidos

• Fundición Nodular– Aumento: x200

Page 56: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Formado en Metales

Procesos de ManufacturaRicardo Chamorro

Page 57: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

• Cambio significativo de forma.

•Gran inversión de Capital.

• Large volume

• Usualmente trabajado en caliente

•Se produce oxido.

• No es fácil controlar espesor.

• Cambio significativo de forma.

•Gran inversión de Capital.

• Large volume

• Usualmente trabajado en caliente

•Se produce oxido.

• No es fácil controlar espesor.

* * Can be followed by cold rolling to improvetolerances and directional properties

Laminado

Page 58: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Rolling ModelRolling Model

Suposiciones

• Lámina infinita

•Rodillos uniformes y rígidos

•Volumen Constanteto wo Lo = tf wf Lf

o (to wo vo = tf wf vf )

dondeLo = Largo inicial de la placaLf = largo final de la placa.

tftovo vf

vr

pRθ

L

vr

R = radio rodillosp = presión rodilloL = largo de contactoθ = angulo de contactovr = velocidad de rodilloto = Espesor inicial

tf = Espesor finalvo = Velocidad entradaVf = Velocidad salida

Page 59: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Reducción de espesor= d = to - tf

Maximo d = dmax = m2R μ = 0.1 fríoμ = 0.2 tibioμ = 0.4 – 1.0 caliente

Deslizamiento= s = (vf – vr)/vr

Reducción de espesor= d = to - tf

Maximo d = dmax = m2R μ = 0.1 fríoμ = 0.2 tibioμ = 0.4 – 1.0 caliente

Deslizamiento= s = (vf – vr)/vr

Point of greatest contact pressure = no slip point

Modelo de Laminado

Page 60: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Deformación real = ε = ln(to/tf)

Esfuerzo de fluencia promedio = Yf = K ε n /(1 + n)

Fuerza del rodillo = F = Yf w L

Deformación real = ε = ln(to/tf)

Esfuerzo de fluencia promedio = Yf = K ε n /(1 + n)

Fuerza del rodillo = F = Yf w L

donde

Torque estimado por T = 0.5 F L

Potencia = P = T ω = 2 π ν F L

para los dos rodillos

donde

Torque estimado por T = 0.5 F L

Potencia = P = T ω = 2 π ν F L

para los dos rodillos

R R– (to–tf)/2

L

θ

Análisis del Laminado

)( 0 fttRL −=

Page 61: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Otras configuraciones

Page 62: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Laminado

Cadena de laminadoras

Page 63: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

ExtrusiónLimitación – requiere sección transversal uniforme

Ventajas• Variedad de formas•Buen control de propiedades mecánicas en frío y tibio.• Poco material de desecho• Buenas tolerancias

Tipos : Directa e indirecta

ExtrusiónLimitación – requiere sección transversal uniforme

Ventajas• Variedad de formas•Buen control de propiedades mecánicas en frío y tibio.• Poco material de desecho• Buenas tolerancias

Tipos : Directa e indirecta

Page 64: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aplicaciones para Extrusión

Page 65: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Modelo ExtrusiónModelo Extrusión

Suposiciones

• Sección circular

• Distribución uniforme de esfuerzos

Suposiciones

• Sección circular

• Distribución uniforme de esfuerzos

p = Presión de pistón.

L = Largo remanenteDo = Diametro de cámaraDf =Diametro extruido.

L

Do Dfp

Page 66: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Modelo ExtrusiónModelo Extrusión

Ao = area de cámaraAf = area extruida

a = 0.81.2 ≤ b ≤ 1.5

Ao = area de cámaraAf = area extruida

a = 0.81.2 ≤ b ≤ 1.5

rx = Ao/Af

Modelo sin fricción:

Deformación ideal-real = ε = ln rx

presión pistón= p = Yf ln rx

Con fricción

Johnson ε x = a + b ln rx

rx = Ao/Af

Modelo sin fricción:

Deformación ideal-real = ε = ln rx

presión pistón= p = Yf ln rx

Con fricción

Johnson ε x = a + b ln rx

Page 67: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Modelo ExtrusiónModelo Extrusión

Indirecta

p = Yf ε x ( ε x Johnson )

donde Yf es dado por ε = ln rx

Directa

pf π D o2/4 = Yf π Do L/2

se obtiene

pf = 2 Yf L / Do

donde pf = fuerza de fricción de la pared

presión total del pistón

p = Yf (ε x + 2L / D o )

Indirecta

p = Yf ε x ( ε x Johnson )

donde Yf es dado por ε = ln rx

Directa

pf π D o2/4 = Yf π Do L/2

se obtiene

pf = 2 Yf L / Do

donde pf = fuerza de fricción de la pared

presión total del pistón

p = Yf (ε x + 2L / D o )

Page 68: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Modelo ExtrusiónModelo Extrusión

Fuerza del pistón= F = pAo

Potencia= P = Fv

Fuerza del pistón= F = pAo

Potencia= P = Fv

Page 69: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Tipos de DobladoTipos de DobladoDoblado en V

Corte o de borde

Doblado en V

Corte o de borde

Page 70: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Analisis del doblado en VAnalisis del doblado en VLa fuerza para el doblado se puede estimar con

F = Kbf TS w t2/D

dondeTS = Resistencia a la tensión

w = Ancho de la placa

t =Espesor de la placa

D =Apertura del dado

Kbf = factor de doblado

doblado en V Kbf = 1.33 Bordes Kbf = 0.33

La fuerza para el doblado se puede estimar con

F = Kbf TS w t2/D

dondeTS = Resistencia a la tensión

w = Ancho de la placa

t =Espesor de la placa

D =Apertura del dado

Kbf = factor de doblado

doblado en V Kbf = 1.33 Bordes Kbf = 0.33

A = Angulo de doblado

Page 71: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Análisis del DobladoAnálisis del Doblado

Recuperación Elástica:

SB = (A’ – Ab’)/ Ab’

Para Compensar:• Sobredoblado –

• Fondeado –

Recuperación Elástica:

SB = (A’ – Ab’)/ Ab’

Para Compensar:• Sobredoblado –

• Fondeado –

σ

e

Elastic Recovery

Page 72: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

0

Fundición de Metales

Procesos de ManufacturaRicardo Chamorro

Page 73: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

1

Tipos de Molde

AbiertoCerrado

Desechable: Yeso, ArenaPermanente: Metal, Refractario

Page 74: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

2

Fundición con Arena

Page 75: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

3

Moldes de Arena: Partes

TapaDragaCorazónCopaBebedero

Page 76: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

4

Fundición con Arena

Page 77: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

5

Fundición por Revestimiento

Page 78: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

6

Fundición en Cámara Fría

Page 79: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

7

Fundición en Cámara Caliente

Page 80: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

8

Moldeo al Vacío

Page 81: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

9

Moldeo a Baja Presión

Page 82: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

10

Fundición Centrífuga

Page 83: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

11

Fundición Semicentrífuga

Page 84: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

12

Solidificación

Page 85: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

13

Estructuras

(a) Metal Puro

(b) Aleación con Solución Sólida

( c) Usando agentes nucleantes.

Page 86: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

14

Contracción

Page 87: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Trabajo en Láminas

Procesos de Manufactura

Page 88: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Doblado

Prensa

Page 89: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Operaciones de DobladoPrensa BrakeDistintas configuraciones del dado y el punzón.

Page 90: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Doblado con rodillos

Usado para partes Cilíndricas o CónicasPuede laminar cualquier metal que admita trabajo en frío.Formas diversas.

Page 91: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Estirado

Page 92: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Estirado

Page 93: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Embutido

Page 94: Procesos de Manufactura (Diapositivas)
Page 95: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Embutido

Page 96: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Embutibilidad

Ravg

Page 97: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Defecto

Page 98: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Maquinado de Metales

Procesos de Manufactura

Page 99: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Procesos de Maquinado

TorneadoTaladradoFresado• Periférico• De frente

Page 100: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fresado

Page 101: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Herramientas de Corte

A) Punta sencilla; B)Bordes Múltiples

Page 102: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Operaciones de maquinado

Torno• El trabajo gira.• La herramienta

avanza.• Profundidad de

Corte: Penetración de la herramienta en la superficie original del trabajo.

Fresadora• La herramienta

gira.• El trabajo

avanza.• Profundidad de

Corte: Penetración de la herramienta debajo de la superficie original.

Page 103: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Superficies

Page 104: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Terminología del maquinado

Profundidad de Corte

Superficie de Ataque

Angulo de Ataque

Supercicie de Incidencia

Terminología del maquinado

Profundidad de Corte

Superficie de Ataque

Angulo de Ataque

Supercicie de Incidencia

Page 105: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Condiciones de Corte

- Velocidad de Corte : v

- Avance : f

- Profundidad de Corte : dLos tres juntos forman el MRR:

MRR = v f d

Tipos de Corte:Desbaste Primario: f: 0.015 – 0.05 in/rev d: 0.1 – 0.75 in

Acabado: f: 0.005 – 0.015 in/rev d: 0.03 – 0.075 in

Condiciones de Corte

- Velocidad de Corte : v

- Avance : f

- Profundidad de Corte : dLos tres juntos forman el MRR:

MRR = v f d

Tipos de Corte:Desbaste Primario: f: 0.015 – 0.05 in/rev d: 0.1 – 0.75 in

Acabado: f: 0.005 – 0.015 in/rev d: 0.03 – 0.075 in

Page 106: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Modelo OrtogonalModelo Ortogonal

to = feed (f)

w = depth of cut (d)

to = feed (f)

w = depth of cut (d)

Page 107: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Modelo Ortogonal

Page 108: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Geometría del CorteGeometría del Corte

Relación de Viruta= r = to / tc

Utilizando Geometría:

which can be arranged to get

tan φ = r cos α /[1 – r sinα ]

Relación de Viruta= r = to / tc

Utilizando Geometría:

which can be arranged to get

tan φ = r cos α /[1 – r sinα ]

)cos(sen0

αφφ−

==s

s

c ll

ttr

Page 109: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Geometría del CorteGeometría del Corte

γ = AC/BD = (DC + AD)/BD = tan( φ - α ) + cot φ

γ = AC/BD = (DC + AD)/BD = tan( φ - α ) + cot φ

Page 110: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Operaciones de Maquinado

Procesos de Manufactura

Page 111: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

achaflanado

Ahusado Contornos FormadoCareado

tronzado roscado

perforado taladrado moleteado

Operaciones en Torno

Page 112: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Convencional parcial terminal

perfilado cavidades Contorno superficial

Operaciones en Fresadora

Page 113: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fresadora Horizontal

Page 114: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Cortes con fresadora horizontal

Helical Teeth

Page 115: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fresado Periférico

Page 116: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fresadora Vertical

Face Mill

Page 117: Procesos de Manufactura (Diapositivas)
Page 118: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Double Positive Rake Angles Double Negative Rake Angles

Bottom views

Produces axial thrust load

Page 119: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fresado Terminal

Page 120: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Avances y Velocidades

Page 121: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Peripheral milling cutting positions

Face milling cutting positions

Full face cut Offset face cut

Fresado Frontal

Page 122: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Analisis del FresadoAnalisis del FresadoVelocidad de Corte:

N (rpm) = v/( π D)

Velocidad de Avance en in/min:

fr = N nt f dondef = Avance por diente; nt = Numero de diente

MRR =w d fr

Velocidad de Corte:

N (rpm) = v/( π D)

Velocidad de Avance en in/min:

fr = N nt f dondef = Avance por diente; nt = Numero de diente

MRR =w d fr

Page 123: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Análisis del FresadoAnálisis del Fresado

Distancia de Aproximación, A :

A = d (D-d)

Tiempo requerido para fresar, Tm:

Tm = (L + A)/fr

Fresado frontal:

Allow for over-travel O where A = O:

Full face A = O = D/2

Partial face A = O = w (D – w)

Tiempo de Maquinado:

Tm = (L + 2A)/fr

Distancia de Aproximación, A :

A = d (D-d)

Tiempo requerido para fresar, Tm:

Tm = (L + A)/fr

Fresado frontal:

Allow for over-travel O where A = O:

Full face A = O = D/2

Partial face A = O = w (D – w)

Tiempo de Maquinado:

Tm = (L + 2A)/fr

Page 124: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Acabado SuperficialAcabado SuperficialIdeal roughness,

Ri = f2/(32 NR)

where

NR = tool nose radius

Ideal roughness,

Ri = f2/(32 NR)

where

NR = tool nose radius

Actual roughness,

Ra = rai Ri (about 2 x Ri )

because of edge effects, chip

interactions, surface tearing, etc.

Actual roughness,

Ra = rai Ri (about 2 x Ri )

because of edge effects, chip

interactions, surface tearing, etc.

Page 125: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Indica el éxito y facilidad para el maquinado

• Vida de laherramienta.

• Nivel de fuerzas

• Acabado superficial.

• Facilidad de eliminar viruta

Indica el éxito y facilidad para el maquinado

• Vida de laherramienta.

• Nivel de fuerzas

• Acabado superficial.

• Facilidad de eliminar viruta

MaquinabilidadMaquinabilidad

Page 126: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Brocas

Page 127: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Velocidades y Avances

Page 128: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Otras Operaciones relacionadas

Page 129: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Refrentado

Page 130: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Taladros prensa

Vertical Radial

Page 131: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Escariado

.Escariado

Interno

EscariadoExterno

Page 132: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Herramientas

Small teeth at this end

Full size teeth at this end

Internal

Internal

External

Page 133: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Acción de Escariado

Page 134: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Escariador

.

Page 135: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Escariador

Page 136: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aserrado

Page 137: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aserrado

Page 138: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Herramientas de Corte

Page 139: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Desgaste de la Herramienta

•Abrasión •Adhesión• Difusión• Deformación Plástica

Desgaste de la Herramienta

•Abrasión •Adhesión• Difusión• Deformación Plástica

Page 140: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Vida de Herramientas

Ecuación de Taylor:v Tn = C

v = velocidad de corte

Vida de Herramientas

Ecuación de Taylor:v Tn = C

v = velocidad de corte

For turning at feed = 0.01For turning at feed = 0.01””/rev. and depth = 0.100 /rev. and depth = 0.100 ““

Page 141: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Materiales de Herramientas

•Tenacidad, Dureza y Dureza en Caliente.•U es una medida de la tenacidad.•El Gráfico muestra el incremento de la dureza con la temperatura

Materiales de Herramientas

•Tenacidad, Dureza y Dureza en Caliente.•U es una medida de la tenacidad.•El Gráfico muestra el incremento de la dureza con la temperatura

Page 142: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Siete elementos de una herramienta

sencilla

Siete elementos de una herramienta

sencilla

Geometría de Herramientas

Page 143: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Face cutterFace cutter

Chamfering cutterChamfering cutter

Geometría de Fresas

Page 144: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fluidos

para Corte

Lubricantes –reduce fricción, usualmente basados en aceite.

Refrigerantes – transportar calor, usualmente basados en aguaAmbos pierden su efectividad a velocidades de corte altas.

Fluidos

para Corte

Lubricantes –reduce fricción, usualmente basados en aceite.

Refrigerantes – transportar calor, usualmente basados en aguaAmbos pierden su efectividad a velocidades de corte altas.

Page 145: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Teoría de Corte

Procesos de ManufacturaRicardo Chamorro

Page 146: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fuerzas en el CorteFuerzas en el CorteComo R = R’ = R’’, se pueden hacer las siguientes ecuaciones:

F = Fc sin α + Ft cos α F = Fuerza de fricción; N =Normal a F

N = Fc cos α - Ft sin α Fc =Fuerza de Corte; Ft = Fuerza de Empuje

Fs = Fc cos φ - Ft sin φ Fs = Fuerza Cortante; Fn = Fuerza normal a Fs.

Fn = Fc sin φ + Ft cos φ

Como R = R’ = R’’, se pueden hacer las siguientes ecuaciones:F = Fc sin α + Ft cos α F = Fuerza de fricción; N =Normal a F

N = Fc cos α - Ft sin α Fc =Fuerza de Corte; Ft = Fuerza de Empuje

Fs = Fc cos φ - Ft sin φ Fs = Fuerza Cortante; Fn = Fuerza normal a Fs.

Fn = Fc sin φ + Ft cos φ

Angulo de fricción =β

tan β = μ =F/N

Esfuerzo de Corte:

τ = Fs/As

donde:

As = to w/sin φ

Angulo de fricción =β

tan β = μ =F/N

Esfuerzo de Corte:

τ = Fs/As

donde:

As = to w/sin φ

Las fuerzas son función de Ft y Fcporque ellas se pueden medir.Las fuerzas son funciLas fuerzas son funcióón de Fn de Ftt y Fy Fccporque ellas se pueden medir.porque ellas se pueden medir.

Page 147: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Siendo S = esfuerzo de Corte,

Fs = S As

Fc = Fs cos ( β − α ) / [ cos ( φ + β −α ) ]

Ft = Fs sin ( β − α ) / [ cos ( φ + β −α ) ]

Siendo S = esfuerzo de Corte,

Fs = S As

Fc = Fs cos ( β − α ) / [ cos ( φ + β −α ) ]

Ft = Fs sin ( β − α ) / [ cos ( φ + β −α ) ]

Relaciones de Fuerza

Page 148: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

lsφ = 45° + α / 2 − β / 2

Ecuación de Merchant

Consecuencias:

•Si α aumenta, entonces φ aumenta

•Si β aumenta, entonces φ disminuye.

•Incrementar φ : menor área de corte, energías mas bajas, temperaturas mas bajas

Page 149: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Modelo de CorteModelo de Corte

Page 150: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Torno y Modelo Ortogonal

Avance f = espesor t0

Profundidad d = ancho wVelocidad v = Velocidad v

Page 151: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Energía de CorteEnergía de Corte

La energía específica:

U = Fc v/(v tow) = Fc /(tow) (in-lb/in3)

La energía específica:

U = Fc v/(v tow) = Fc /(tow) (in-lb/in3)

Page 152: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Temperatura de CorteTemperatura de CorteEl 98% de la energía del corte es empleada en calor.

Ecuación de Cook:

Δ T = 0.4 U (v to/K)0.333/(ρ C)

donde:

Δ T = incremento de la T(°F)U = Energía específica (in-lb/in3)v = Velocidad de Corte(in/s)to = Espesor antes del Corte(in)ρ C = Capacidad calórica volumétrica(in-lb/(in3-°F))

K = Difusividad térmica sobre el material (in2/s)Nota: Agregar temperatura Ambiente.

El 98% de la energía del corte es empleada en calor.

Ecuación de Cook:

Δ T = 0.4 U (v to/K)0.333/(ρ C)

donde:

Δ T = incremento de la T(°F)U = Energía específica (in-lb/in3)v = Velocidad de Corte(in/s)to = Espesor antes del Corte(in)ρ C = Capacidad calórica volumétrica(in-lb/(in3-°F))

K = Difusividad térmica sobre el material (in2/s)Nota: Agregar temperatura Ambiente.

Page 153: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

AyudantíaProcesos de Manufactura

AYUDANTES JU-C:Martín RojasPaola SánchezMiguel LópezAndrés Díaz

AYUDANTES MA-F:Felipe CastroGermán LoyolaJavier PaganelliPamela Videla

Page 154: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Introducción

• ¿Qué es el CIM?CIM(Computer Integrated Manufacturing), es un lugar

donde se realizan procesos productivos de máquinas y ensamblados de piezas.

• Automatización.Creado en los años 70. Al principio era solo utilizado para operaciones simples de fabricación, y con el transcurso de los años se expandió hasta significar la interconexión e integración de las computadoras .

Page 155: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Aplicaciones de automatizaciones:

• Proyecto y diseño del producto.• Entrada de pedidos.• Planeamiento y control de producción.• Control de las operaciones de fabricación• Control de flujos de materiales• Control de calidad.• Manejo de los equipos• Manipulación y embarques.

Page 156: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Concepto CAE

CAE = Computer Aided EngineeringIAC = Ingeniería Asistida por Computador

• CAE es un proceso integrado que incluye todas las funciones de la ingeniería que van desde el diseño propiamente tal hasta la fabricación

Page 157: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Concepto CAD

CAD = Computer Aided DesignDAC = Diseño Asistido por Computador

• Diseño por medio de un computador del producto o pieza que se quiere fabricar.

• CAD-TECH y el AUTOCAD

Page 158: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Concepto CAM

CAM = Computer Aided ManufacturingFAC = Fabricación Asistida por Computador

PROBLEMANo era posible diseñar sistemas capaces de producir cantidades de diversos productos que podían alcanzar grandes cifras.SOLUCIONMétodos flexibles generados por computador

Page 159: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Integración CAD-CAM

CONDICIONES

• El computador debe realizar aquellas tareas en las que es mas eficiente que el operador humano.

• El sistema debe ayudar en todos los procesos desde el diseño conceptual al control numérico ( NC).

• En la etapa de diseño conceptual, el sistema deberáfacilitar una presentación efectiva del objeto diseñado

Page 160: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Los sistemas CAD/CAM buscan la utilización de todos los recursos de la empresa de forma integrada, para obtener:

• Mejoras en la productividad.• Mejoras en la calidad de los productos.• Obtención de una ventaja competitiva .• Disminución de los costos de fabricación.• Optimización del aprovechamiento de tiempos.

POR LO TANTOEl futuro de la empresa va a depender de sus planes de automatización, (selección de los sistemas, su implantación e integración) NO DEBEN DAÑAR LOS OBJETIVOS O META PRINCIPAL DE LA EMPRESA.

Page 161: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Tecnologías automatizadas mas utilizadas en la Industria

• Máquinas Herramientas de Control Numérico NC y CNC.

• Sistemas Automatizados para la carga, descarga y transporte de materias primas.

• Robots industriales

Page 162: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Sistemas Flexibles de Manufactura (FMS)

Es un sistema controlado por un computador central que conecta varios centros o estaciones de trabajo informatizados por un sistema automático de manipulación de materiales.

Page 163: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Estación Flexible de Manufactura (FMS-2100)

Esta estación cuenta con:

• Robot

• Fresa CNC

• Torno CNC

• Dos PC

Page 164: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Foto FMS - 2100Robot eléctrico

Torno

Fresadora

Page 165: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Robot de aprendizaje: Esta limitado a seguir una secuencia de movimientos ingresada por un operador.

Tipo de Programación del robot: Guiado Activo a través de un control manual.

Tipo de Accionamiento: Eléctrico.

Robot eléctrico

Page 166: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Máquinas Herramientas de Control Numérico NC:Esta compuesta por la máquina herramienta y un controlador numérico.

Máquinas Herramientas de Control Numéricocomputarizado CNC:Es una mejora de las máquinas NC , a traves de la incorporación de un PC.

Page 167: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Ventajas del CNC

• Mayor Flexibilidad en cuanto el diseño y producción.

• Menos Mano Obra• Menor tiempo de proceso• Mayor precisión, mejor calidad y seguridad.• Mejora de la productividad.

Page 168: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

• Alto costo de adquisición

• Alto costo de mantenimiento

• Para mayor eficiencia, es necesario grandesvolúmenes de producción

• Errores de programación sólo son detectables con la máquina en funcionamiento.

Desventajas del CNC

Page 169: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

CAD-TECH.Este programa es bastante similar al Autocad, pero mas basico en cuanto a comando y funciones.

Caracteristicas Principales.•Poderosas posibilidades de dibujo de geometrías de entrada.

•Capacidad de leer dibujos en formato de DXF.

•Capacidades de torneados.

•Capacidad de corte en hilo.

•Simulación solida en 3-D para verificar la pieza a procesar

Page 170: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Diseño de PiezaAuto CAD

Se debe diseñar las piezas para la Fresa (con sus características)

80 [mm]

Fresa:

50 [mm]

Page 171: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Diseño de PiezaAuto CAD

Se debe diseñar las piezas para el Torno(con sus características)

Torno:59 [mm]

11 [mm]

FijadorVer medidas

Motor

Page 172: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Exportar ArchivosUna vez diseñada la pieza se debe exportar el archivo a

extensión *.dxf

AutoCAD R12/LT2 DXF (*.dxf)

Page 173: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Conversión de ArchivosEn MS-DOS entrar al programa CAD TECH (C:\> ct).Ingresar al Dxf convertor.Ingresar a archivo de origen.

Page 174: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Conversión de ArchivosIngresar a Archivo objetivo.Ingresar a Ejecutar y aceptar.

Page 175: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Calibración FMSPara la calibración de las dos herramientas se utiliza el mismo esquema.Para el caso de Torno en MS-DOS se ingresa con c:\>lathePara Fresa c:\>milling

Hay 3 pasos básicos:•Manual•To Point•Automatic

Page 176: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Fresadora (milling)

1

2

X

Y

15

15

Page 177: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Torno (lathe)

1

2

10

10

Z

X

Page 178: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Cargar Código G

Page 179: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Reglamento“Se exige puntualidad”

3 ClasesIntroducciónTeórico - Práctico (4 Grupos)Práctico

Grupos de 5 personas

Nota inferior a 4.0 en el laboratorio reprueba el ramo

Page 180: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

• Los informes se realizarán en forma individual y escritos a mano.• El informe debe ser de 6 planas (ver formato) y cualquier información que sobrepase las 6 planas debe colocarse al final como anexo.• Redactar el informe en tercera persona.• Se descontará puntaje por falta de ortografía y mala caligrafía.• Se chequeará la letra de los informes con el control final, en caso de no ser la misma reprobará el ramo con nota (1.0)

Page 181: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Formato Informe Proceso Manufactura

Titulo

Datos Personales

Introducción Cuestionario

Introducción + Cuestionario Desarrollo15% 15% 40% (Con Anexos)

Conclusión Anexos Codigo G y M

Conclusiones30%

(2 Paginas Minimo)

ReferenciaIntroducciónCuestionarioDesarrolloConclusión

Page 182: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Evaluación

0.7 * Nota del informe: IntroducciónDesarrolloCuestionarioConclusiones

15%40%15%30%

0.3 * Hacer Pieza

Nota del control: Se evaluara a todos los alumnos sobre las tres ayudantías en el laboratorio CIM

Nota final del laboratorio = Solemne 3

80%

20%

Page 183: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

Tratamientos Térmicos

Ricardo ChamorroProcesos de Manufactura

Page 184: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

1. Segregación

Page 185: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

2. Enfriamiento

Page 186: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

3. Ejemplo Pb-Sn

Page 187: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

3. Ejemplo Pb-Sn

Page 188: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

4. Caso Importante: Fe-C

Page 189: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

4. Microestructura

Page 190: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

5. Diagrama TTT: Fe-0.77%C

Page 191: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

5. Curvas TEC

Page 192: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

6. Diversos Tratamientos en Acero

Page 193: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

6. Diversos Tratamientos en Acero

Page 194: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

7. Medios de temple

Page 195: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

8. Templabilidad

Page 196: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

9. Endurecimiento por precipitación

Page 197: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

9. Endurecimiento por precipitación

Page 198: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

9. Soldadura por fusión

Page 199: Procesos de Manufactura (Diapositivas)

10. Endurecimiento por Dispersión